DE2300175C3

DE2300175C3 - compressor

Info

Publication number: DE2300175C3
Application number: DE19732300175
Authority: DE
Inventors: Roger Maison-Lafitte Germain
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1972-01-07
Filing date: 1973-01-03
Publication date: 1981-06-04
Also published as: DE2300175B2; FR2166767A5; DE2300175A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdichter entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches I.The invention relates accordingly to a compressor the preamble of claim I.

Ein derartiger Verdichter ist aus der US-PS 28 60 828 bekannt. Bei diesem Verdichter sind für die verschiedenen Verbindungsöffnungen zwischen den Kammern veränderbaren Volumens und der Saug- und der ■ Druckkammer und mit der Saug- und der Druckleitung Dichtungen und Ventile vorgesehen, die in bestimmten Arbeitsstellungen des Rotors wirksam werden. Ähnliche Einrichtungen sind auch bei Verdichtern vorhanden, wie sie aus der FR-PS 10 27 449 und der CHPS 4 72 580 ι» bekannt sind.Such a compressor is known from US Pat. No. 2,860,828. With this compressor are for the different Connection openings between the chambers of variable volume and the suction and the ■ Pressure chamber and provided with the suction and pressure line seals and valves that are in certain Working positions of the rotor become effective. Similar facilities are also available for compressors, such as they are known from FR-PS 10 27 449 and CHPS 4 72 580 ι ».

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, denThe invention is based on the object

Verdichter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es nicht erforderlich ist, zwischen der radialen Trennwand und dem Ringkanal eine besondereCompressor of the type mentioned to be designed so that it is not necessary between the radial Partition wall and the ring channel a special one

π Dichtungseinrichtung vorzusehen.Provide π sealing device.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü- -'<> chen.This object is achieved according to the invention by what is stated in the characterizing part of claim 1 specified features. Appropriate refinements of the invention emerge from the subclaims - '<> chen.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung kann eine besondere Dichtungseinrichiung zwischen dem Kingkanal und der radialen Trennwand wegfallen, da zwischen diesen ein Durchtrittsquerschnitt /um Ansaugen und -'> Fördern des Strömungsmittel verbleiben muß. Dies hat den Vorteil, daß der Verdichter ohne Schmiermittel betrieben werden kann. Die besondere Linsatzmöglichkeit eines derartigen Verdichters liegt auf dem Gebiet der Kernenergieerzeugung, bei der ein Gas wie «· Uranhexafluorid. das nicht verunreinigt werden soll, verdichtet werden T,uß.The proposed design allows a special sealing device between the Kingkanal and the radial partition are omitted, since between these a passage cross-section / around suction and - '> Conveying the fluid must remain. this has the advantage that the compressor can be operated without lubricant. The special lens insert option such a compressor is in the field of nuclear power generation using a gas such as «· Uranium hexafluoride. that should not be polluted, be compressed T, uss.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. I bis 5 beispielsweise erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below with reference to FIGS. I to 5 are explained for example. It shows

F ι g. I einen Vertikalschnitt des Verdichters, '"· Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Rotors und des Ringkanals.Fig. I is a vertical section of the compressor, '"· Fig. 2 is a perspective view of the rotor and the ring channel.

Fig. i einen Schnitt längs der Linie W-IIi in Fig. 1. undFig. I shows a section along the line W-IIi in Fig. 1. and

Fig. 4 und 5 Abwicklungen des Rotors und des -'" Ringkanais in verschiedenen ArbeitsvL-llungen.4 and 5 developments of the rotor and the - '"Ring canals in various workings.

Die F i g. 1 bis 3 /eigen einen Verdichter mit einem Rotor 1 in Form zweier konischer Elemente 2 und 3 mit gemeinsamer Spit/c O, einen Elektromotor zur Schwenkbewegung des Rotors 1 um dessen Spitze O. ^4:5 einer mit dem Rotor verbundenen radialen Trennwand 5. einem Gehaust b. das den Rotor 1 umgibt und zwei kugelförmigen Anlageflächen 7 und 8 zur Abdichtung der konischen Elemente 2 und 3 des Rotors 1 aufweist und mit einem dir Spitze des Rotors umgebenden ^r'ⁿ Ringkanal 9, dessen Mittelebene P durch die Spitze O verläuft und mit den konischen Elementen 2 und 3 des Rotors 1, der radialen Trennwand 5 und dem Gehäuse 6 z.vei Kammern 10 und Il veränderbaren Volumens bildet.The F i g. 1 to 3 / own a compressor with a rotor 1 in the form of two conical elements 2 and 3 with a common tip / c O, an electric motor for pivoting the rotor 1 around its tip O. ^{4: 5 of} a radial partition 5 connected to the rotor. a housing b. surrounding the rotor 1 and two spherical bearing surfaces 7 and 8 for sealing the conical elements 2 and 3 having the rotor 1 and a thee top of the rotor surrounding ^r ^'n annular channel 9, the center plane P passing through the apex O and conical with the Elements 2 and 3 of the rotor 1, the radial partition wall 5 and the housing 6 z.vei chambers 10 and II of variable volume.

■>* Die konischen Elemente 2 und 3 haben kugelförmige Anlageflächen 12 und 13, d<e mil den entsprechenden kugelförmigen Anlageflächen 7 und 8 des Gehäuses 6 zusammenwirken, wobei Dichtungsringe 14 in den Anlageflächen 12 und 13 angeordnet sein können. ^h0 Die konischen Elemente 2 und 3 sind durch eine kugelförmige Flache 15 verbunden, die mit der vom inneren Rand des Ringkanals 9 gebildeten kugelförmigen Anschlagfläche 16 /usammriiwirkt.The conical elements 2 and 3 have spherical contact surfaces 12 and 13, which interact with the corresponding spherical contact surfaces 7 and 8 of the housing 6, with sealing rings 14 being able to be arranged in the contact surfaces 12 and 13. ^h0 The conical elements 2 and 3 are connected by a spherical surface 15 with the formed by the inner edge of the annular channel 9 spherical abutment surface 16 / usammriiwirkt.

Der Rotor 1 sitzt an einer Halterung 17. die an einemThe rotor 1 is seated on a holder 17

^hi Kurbelarm 18 drehbar gelagert ist, der zur Senkrechten auf die Mittelebene P schräg verläuft, wobei die Achse des Kurbelarms 18 durch die Spitze O geht. Der Kurbelarm 18 sitzt auf einem Kurbelzapfen 19, der über ^hi crank arm 18 is rotatably mounted, which extends obliquely to the vertical on the central plane P , the axis of the crank arm 18 going through the tip O. The crank arm 18 sits on a crank pin 19, which over

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Zahnräder 20 vom Elektromotor 4 gedreht wird. Der Verdichter hai eine Saugleitung 21, die durch eine das Gehäuse 6 umgebende Kammer 22 verlängert ist, und eine Druckleitung 23, die durch die Kammer 22 verläuft und an das Gehäuse 6 angeschlossen ist.Gears 20 is rotated by the electric motor 4. The compressor hai a suction line 21, which through a das The chamber 22 surrounding the housing 6 is elongated, and a pressure line 23 which runs through the chamber 22 and is connected to the housing 6.

Die Kammer 22 sitzt auf einem Gestell 24, an dem das Gehäuse 6 durch einen Flansch 25 und Bolzen (nicht gezeigt) befestigt ist. Der Kurbelzapfen 19 ist in einem an dem Gestell 24 ausgebildeten Lager 26 gelagert.The chamber 22 sits on a frame 24, on which the housing 6 is secured by a flange 25 and bolts (not shown) is attached. The crank pin 19 is in one bearings 26 formed on the frame 24.

Das Gestell 21 hat eine rohrförmige Verlängerung 27, die ilie Halterung 17 umgibt und sich dicht an die Haltirung 17 über eine verformbare Wand 28 anscnließt. Die Verlängerung 27 hat zwei kugelförmige Anlageflächen 29 und 30, die mit zwei entsprechenden kugelförmigen Anlageflächen 31 und 32 der Halterung 17 η sammenwirken.The frame 21 has a tubular extension 27 which surrounds the holder 17 and adjoins the holder 17 tightly via a deformable wall 28. The extension 27 has two spherical contact surfaces 29 and 30 which cooperate with two corresponding spherical contact surfaces 31 and 32 of the holder 17 η .

Um zu verhindern, daß die durch den Rotor 1 und die Halterung 17 gebildete Anordnung gedreht wird, ist zwischen den beiden kugelförmigen Anlageflächen 31 end 32 an der Halterung 17 eine Zahnung 33 ausgebildet, die mit einer an der Verlängerung 27 des Cesteiis 24 zwischen den beiden kugelförmigen Anlageflächen 29 und 30 ausgebildeten ZaXnung 34 kämmt.To prevent the rotor 1 and the The arrangement formed by the holder 17 is rotated is between the two spherical contact surfaces 31 end 32 on the holder 17 a set of teeth 33 formed with a spherical on the extension 27 of the Cesteiis 24 between the two Contact surfaces 29 and 30 trained teeth 34 combs.

Der Ringkanal 9 hat zwei durch eine Trennwand 37 getrennte Kammern 35 und 36. Die Kammer 35 ist eine Saugkammer mit wenigstens einer Verbmdungsöffnung 38 am einen Ende des nicht geschlossenen Ringkanals 9 gegenüber der radialen Trennwand 5 angeordnet ist und die Kammer 35 mit den beiden Kammern 10 und 11 »eränderbaren Volumens verbindet. Die Kammer 35 hat außerdem wenigstens eine Saugöffnung 39 die die Kammer 35 mit der Kammer 22 und der Saugleitung 21 »erbindet.The annular channel 9 has two chambers 35 and 36 separated by a partition 37. The chamber 35 is one Suction chamber with at least one connection opening 38 at one end of the non-closed annular channel 9 is arranged opposite the radial partition 5 and the chamber 35 with the two chambers 10 and 11 »Changeable volume connects. The chamber 35 also has at least one suction opening 39 which the Chamber 35 with the chamber 22 and the suction line 21 "connects.

Die Kammer 36 ist eine Druckkammer mit wenig-Kens einer Verbindungsöffnung 40. die an ι anderen Ende des Ringkanals 9 gegenüber u. radialen Trennwand 5 liegt und die Kammer 36 mit den beiden Kammern 10 und 11 verbindet. Die Kammer 36 hat außerdem eine Verbindungsöffnung 41, die die Kammer 36 mit der D. uckleitung 23 verbindet.Chamber 36 is a low-kens pressure chamber a connection opening 40. the other The end of the annular channel 9 lies opposite the radial partition 5 and the chamber 36 with the two Chambers 10 and 11 connects. The chamber 36 also has a communication port 41 that connects the chamber 36 connects to the discharge line 23.

Der Winkelabstand * (F i g. 3) zwischen den Verbindungsöffnungen 38 and 40 wird unter Berücksichtigung der Dicke der radialen Trennwand 5, der Amplitude der bewegung der Wand 5 und der Durchtrittsquerschnitte, die zwischen dem Umriß der Verbindungsöffnungen 38 und 40 und den gegenüberliegenden Seiten der Trennwand 5 bestehen müssen, gewählt. Die Saugkammer V cstreckt sich über den größien Teil des Ringkanals 9. Die Winkelerstreckung der Saugkammer 35 kann 300' betragen, während die Winkelerstreckung der Druckkammer 36 etwa 35° beträgt, so daß der Winkelabstand /wischen den beiden Verbindungsöftnungen 38 und 40 25 beträgt. Die Saugkammer 35 hat zweckmäßigerweise mehrere Verbindungsöffnungen 39, die ausgehend von der Verbindungsöffnung 38 abstandsgleich über einem Winkel von 90° verteilt sind.The angular distance * (Fig. 3) between the connection openings 38 and 40 is determined taking into account the thickness of the radial partition 5, the amplitude of the movement of the wall 5 and the passage cross-sections between the outline of the connection openings 38 and 40 and the opposite sides the partition 5 must exist, selected. The suction chamber V c extends over most of the annular channel 9. The angular extent of the suction chamber 35 can be 300 ', while the angular extent of the pressure chamber 36 is about 35 °, so that the angular distance between the two connecting openings 38 and 40 is 25. The suction chamber 35 expediently has a plurality of connection openings 39 which, starting from the connection opening 38, are distributed equidistantly over an angle of 90 °.

Die F ι g. 4 und 5 zeigen die Abwicklung des Rotors 1 und des Ringkanals 9 Das konische Element 2 des Rotors 1 bildet eine Kammer 10 veränderbaren Volumens, die durch die Berührungslinie zwischen dem konischen Element 2 und dem Ringkanal 9 in eine Saugkammer 10a, deren Volumen zunimmt, und die mit dem gerade angesaugten Strömung; mittel gefüllt ist. und eine Druckkammer IOf>. deren Volumen abnimmt und die m.i dem gerade geförderten Strömungsmittel gefüllt ist, unterteilt wird. Das Ström -.gsmittel wird in der durch den Pfeil F\ gezeigten Richtung angesaugt und entsprechend dem Pfeil Fs gefördert.The F ι g. 4 and 5 show the development of the rotor 1 and the annular channel 9. The conical element 2 of the rotor 1 forms a chamber 10 of variable volume, which through the contact line between the conical element 2 and the annular channel 9 in a suction chamber 10a, the volume of which increases, and the one with the flow just sucked in; medium is filled. and a pressure chamber IOf>. whose volume decreases and which is filled with the fluid being conveyed is subdivided. The fluid is sucked in in the direction shown by the arrow F \ and conveyed according to the arrow Fs.

In Fig. 4 bildet das konische Element 3 des Verdichters . -ine einzige Kammer 11 veränderbaren Volumens, du sich die Berührungslinie /wischen dem konischen Element 3 und dem Ringkanal 9 an der radialen Trennwand 5 befindet. Die Kamnu. 11 hat ihr größtes Volumen und schließt zur Förderung bereites Strömungsmittel ein.In Fig. 4, the conical element 3 forms the Compressor. -a single chamber 11 changeable Volume, you the line of contact / wipe the conical element 3 and the annular channel 9 on the radial partition wall 5 is located. The Kamnu. 11 did her largest volume and includes fluid ready for production.

In F i g. 5 haben sich die konischen Elemente 2 und 3 in der durch den Pfeil Φ dargestellten Richtung vorwärts bewegt unci das konische Element 2 hat das Volumen der Saugkammer 10a vergrößert und das Volumen der Druckkammer 10Zj verkleinert.In Fig. 5, the conical elements 2 and 3 have moved forward in the direction shown by the arrow Φ and the conical element 2 has increased the volume of the suction chamber 10a and decreased the volume of the pressure chamber 10Zj.

In Fig. 5 bilde', jetzt das konische Element 3 eine Kammer 11 veränderbaren Volumens, die durch die Berührungslinie zwischen dem konischen Elemem 3 und dem Ringkanal 9 in eine Saugkammer lla. deren Volumen zunimmt und die mit gerade angesaugtem Strömungsmittel gefüllt ist, und eine Druckkammer 10£>, der .n Volumen abnimmt und die mit gerade gefördertem Strömungsmittel gefüllt ist. unterteilt wird. Das Strömungsmittel wird entsprechend dem Pfeil F« angesaugt und entsprechend dem Pfeil Fs gefördert.In Fig. 5 'now the conical element 3 forms a Chamber 11 of variable volume, which by the contact line between the conical Elemem 3 and the annular channel 9 in a suction chamber 11a. whose volume increases and the one with just sucked in Fluid is filled, and a pressure chamber 10 £>, the .n volume decreases and which is filled with just promoted fluid. is divided. That Fluid is indicated according to the arrow F « sucked in and promoted according to the arrow Fs.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Compressor with a rotor in the form of two conical elements with a common tip, one Drive motor for swiveling the rotor around its tip, a radial one, with the rotor connected partition, a housing surrounding the rotor with two spherical sealing surfaces, an annular channel surrounding the tip of the rotor, the one with the rotor, the radial one Partition wall and the housing forms two chambers of variable volume, a partition in the ring channel to form a suction and a pressure chamber, at least one connection opening, which connects the two chambers of variable volume with the suction chamber, at least a connection opening which connects the suction chamber with a suction line, at least a connection opening that connects the two chambers of variable volume with the pressure chamber connects, ^ ad at least one connection opening, which connects the pressure chamber with a pressure line of the compressor, characterized in that that the connection opening (38), the cüe two chambers (tO, 11) with variable Volume connected to the suction chamber, at one end of the not closed ring channel (9) is arranged opposite the radial partition (5). that the connection opening (39). the the Connects the pressure chamber (36) to the suction line (21), is arranged in the outer wall of the annular channel (9). that the connection opening (40). the the both chambers (1 (\ 11) / nit changeable Volume mi 'the pressure hammer (36) connects, on other end of the not closed ring channel (9) lies opposite the radial partition wall (5), and that the connecting opening (41). which the pressure chamber (36) connects to the pressure line (23), is arranged in the outer wall of the annular channel (9).

2. Compressor according to claim 1, characterized in that the angular distance (λ) / wipe the two connecting openings (38,40) at the ends of the annular channel (9) taking into account the thickness .. of the radial partition (5), the amplitude of the Movement of the radial partition (5) and the passage cross-sections, which / between the outline of these two connecting openings (38, 40) and the opposite surfaces of the radial partition (5) must exist, is selected.

3. Compressor according to claim I or 2, characterized in that the .saugkammer (35) over the largest part of the annular channel (9) extends.

4. Compressor according to claim 3, characterized in that the angular extent of the suction chamber (35) is approximately 300 "and the angular extent of the pressure chamber (36) is approximately 35 and the angular distance between the two connecting openings (38, 40) at the ends of the annular channel (9 ) is about 25 °.

5. Compressor according to one of claims I ois 4, characterized in that the suction chamber (35) has a plurality of Saiigöflzüge (39), which start out are arranged equidistantly from the connection opening (38) at one end of the annular channel (9).